本书根据力学基础课程教学指导分委员会制定的理论力学课程教学基本要求和卓越工程师教育培养计划编写而成。 本书共分为3篇： 静力学、运动学、动力学。在编写过程中，编者借鉴国内外优秀教材并结合多年的教学经验，注重增强对理论的理解与应用，并引入了许多工程实例，将理论与实际紧密联系，帮助学生理解学习理论力学的意义及应用。每章配置了适量的习题，以助于学生通过练习掌握基本理论、基本方法和计算技能。 本书内容全面，适合高等工科院校学生使用，也可供相关技术人员学习参考。

《理论力学（卓越工程师教育培养计划配套教材工程基础系列）》根据力学基础课程教学指导分委员会《理论力学课程教学基本要求》和卓越工程师教育培养计划的要求编写。立足于中少学时，理论阐述力求由浅入深，文字简洁，讲授基础知识与方法，适当加入专题内容，以便学生自学；同时加强学生工程概念，突出力学在工程实际中的应用。本书内容全面，适合高等工科院校学生使用，也可供相关技术人员学习参考。

前言


《理论力学》是卓越工程师教育培养计划配套教材系列教材之一，是依据教育部力学基础课程教学指导分委员会制定的理工科非力学专业基础力学课程教学基本要求中理论力学课程教学要求和卓越计划要求而编写。卓越工程师培养是一种全新的工程人才培养模式，要求工科学校所培养的毕业生能适应社会不断变化的需求，在工程实际与应用中能很快上手，通过工程实践将理论与实践相结合，快速成为满足社会与工程实践所需要的优秀工程师。上海工程技术大学是教育部提出的卓越工程师教育培养计划首批试点高校之一，卓越培养试点专业从汽车车辆工程、城市轨道交通车辆工程扩展到机械工程等。为了更好地配合卓越计划的开展与实施，编者对卓越班级的理论力学课程进行了改革探索，根据上海工程技术大学以培养应用型工程师为主的理论力学课程教学体系的教学改革与实践编写了本书。本书立足于中少学时，理论阐述力求由浅入深，文字简洁，讲授基础知识与方法，适当加入一些专题内容，以便学生自学； 同时加强学生工程概念，突出力学在工程实际中的应用，努力编入一些密切结合工程实际的例题与习题，以供教师选用和学生练习。为了加深学生对基本概念的理解，同时提高学生用理论力学基本原理分析问题、解决问题的能力，本书在例题讲述中着重阐述了分析问题的思路、解决问题的方法与解题书写过程的步骤。注重一题多解开拓学生思维，培养学生运用力学知识解决实际问题的能力。本书适合高等工科院校非力学专业中学时的理论力学课程使用。本书由上海工程技术大学机械工程学院工程力学教学部编写，曹丽杰编写第1 ~ 3章，潘颖编写第4章、第5章、第13章、第14章，刘立厚编写第6~12章、第15章。全书由刘立厚任主编。在编写过程中，编者参考了国内外众多同类优秀教材，吸取了它们的长处，选用了其中的部分例题和习题。需要指出的是，除了已列出参考文献的书目外，编者也参考了其他很多相关书目和资料，限于篇幅难以逐一列出，编者在此一并对其作者表示衷心的感谢。
由于编者的水平有限，教材中难免有不妥和错误之处，恳请广大读者批评指正。编者2016年5月

目录

绪论

第Ⅰ篇静力学

第1章静力学公理与物体的受力分析

1.1静力学的基本概念

1.1.1刚体的概念

1.1.2力的概念

1.2静力学公理

1.3约束与约束力

1.3.1自由体与非自由体，约束与约束力

1.3.2工程中常见约束的基本类型及其约束力

1.4物体的受力分析与受力图

思考题

习题

第2章平面特殊力系

2.1平面汇交力系合成与平衡的几何法

2.1.1平面汇交力系合成的几何法，力的多边形法则

2.1.2平面汇交力系平衡的几何条件

2.2平面汇交力系合成与平衡的解析法

2.2.1力在坐标轴上的投影

2.2.2合力投影定理

2.2.3平面汇交力系合成和平衡的解析法

2.3平面力对点之矩·合力矩定理

2.3.1力矩

2.3.2合力矩定理与力矩的解析表达式

2.4平面力偶

2.4.1力偶与力偶矩

2.4.2力偶的性质

2.4.3平面力偶系的合成

2.4.4平面力偶系的平衡条件

思考题

习题

第3章平面一般力系

3.1平面一般力系的简化

3.1.1力的平移定理

3.1.2平面一般力系向作用面内一点简化·主矢与主矩

3.1.3平面一般力系的简化结果分析

3.2平面一般力系的平衡条件和平衡方程

3.2.1平面一般力系平衡方程的基本形式

3.2.2平面平行力系的平衡条件

3.3物系的平衡·静定与超静定问题

3.4平面简单桁架的内力计算

3.4.1节点法计算桁架的内力

3.4.2截面法计算桁架杆件的内力

思考题

习题

第4章空间力系

4.1空间汇交力系

4.1.1力在直角坐标轴上的投影与分解

4.1.2空间汇交力系的合成与平衡

4.2力对点的矩和力对轴的矩

4.2.1力对点的矩以矢量表示力矩矢

4.2.2力对轴的矩

4.2.3力对点之矩与力对轴之矩的关系

4.3空间力偶

4.3.1力偶矩矢

4.3.2空间力偶等效定理

4.3.3空间力偶系的合成与平衡

4.4空间任意力系向一点简化·主矢和主矩

4.4.1力系向一点简化·主矢和主矩

4.4.2空间任意力系的简化结果

4.5空间任意力系的平衡方程及应用

4.5.1空间任意力系的平衡方程

4.5.2空间约束类型

4.5.3空间任意力系平衡问题举例

4.6重心

4.6.1平行力系中心

4.6.2重力中心

4.6.3确定物体重心位置的方法

思考题

习题

第5章摩擦

5.1滑动摩擦

5.1.1摩擦的概念

5.1.2滑动摩擦力

5.2摩擦角和自锁现象

5.2.1摩擦角

5.2.2自锁现象

5.3考虑摩擦时的平衡问题

5.4滚动摩阻的概念

思考题

习题

第Ⅱ篇运动学

第6章点的运动学

6.1矢量法

6.1.1运动方程

6.1.2点的位移和速度

6.1.3点的加速度

6.2直角坐标法

6.2.1运动方程·轨迹

6.2.2点的速度

6.2.3点的加速度

6.3自然法

6.3.1弧坐标及运动方程

6.3.2自然轴系

6.3.3点的速度

6.3.4点的切向加速度和法向加速度

思考题

习题

第7章刚体的基本运动

7.1刚体的平行移动

7.2刚体的定轴转动

7.2.1转动方程

7.2.2角速度与角加速度

7.3定轴转动刚体内各点的速度和加速度

7.4定轴转动刚体的传动比

7.5角速度、角加速度的矢量表示以及点的速度与加速度的矢积表示

思考题

习题

第8章点的合成运动

8.1点的合成运动的概念

8.2点的速度合成定理

8.3牵连运动为平动时点的加速度合成定理

8.4牵连运动为转动时点的加速度合成定理

思考题

习题

第9章刚体的平面运动

9.1刚体平面运动的简化和分解

9.1.1刚体的平面运动简化为平面图形的运动

9.1.2刚体平面运动的描述

9.1.3刚体的平面运动分解为平动和转动

9.2求平面图形内各点的速度

9.2.1基点法(合成法)

9.2.2速度投影法

9.2.3速度瞬心法

9.3用基点法求平面图形内各点的加速度

思考题

习题

第Ⅲ篇动力学

第10章质点动力学

10.1动力学的基本定律

10.2质点运动微分方程

10.3质点在非惯性参考系中的运动

思考题

习题

第11章动量定理

11.1动量与冲量

11.1.1动量

11.1.2冲量

11.2动量定理

11.2.1质点的动量定理

11.2.2质点系的动量定理

11.2.3质点系动量守恒定律

11.3质心运动定理

11.3.1质心运动定理

11.3.2质心运动守恒定理

思考题

习题

第12章动量矩定理

12.1转动惯量

12.1.1刚体对轴的转动惯量

12.1.2回转半径

12.1.3具有规则几何形状的均匀刚体的转动惯量

12.1.4转动惯量的平行轴定理

12.1.5计算转动惯量的组合法

12.2质点和质点系的动量矩

12.2.1质点的动量矩

12.2.2质点系的动量矩

12.3动量矩定理

12.3.1质点的动量矩定理

12.3.2质点系的动量矩定理

12.3.3质点系的动量矩守恒

12.4刚体绕定轴转动的微分方程

12.5质点系相对质心的动量矩定理

12.6刚体平面运动微分方程

思考题

习题

第13章动能定理

13.1力的功

13.2质点和质点系的动能

13.3动能定理

13.3.1质点的动能定理

13.3.2质点系的动能定理

13.3.3理想约束及内力做功

13.4功率功率方程

13.4.1功率

13.4.2功率方程

13.4.3机械效率

13.5势力场、势能和机械能守恒定律

13.5.1势力场

13.5.2势能

13.5.3机械能守恒定律

13.6普遍定理的综合应用举例

思考题

习题

第14章达朗贝尔原理

14.1惯性力的概念

14.2质点及质点系的达朗贝尔原理

14.2.1质点的达朗贝尔原理

14.2.2质点系的达朗贝尔原理

14.3刚体惯性力系简化

14.4定轴转动刚体的轴承动约束力

14.4.1一般情况下轴承的动约束力

14.4.2定轴转动刚体的静平衡和动平衡的概念

思考题

习题

第15章虚位移原理

15.1约束自由度广义坐标

15.1.1约束及其分类

15.1.2自由度广义坐标

15.2虚位移虚功

15.2.1虚位移的概念

15.2.2虚位移的计算

15.2.3虚功

15.2.4理想约束

15.3虚位移原理

思考题

习题

第16章动力学普遍方程和第二类拉格朗日方程

16.1动力学普遍方程

16.2拉格朗日方程

思考题

习题

部分习题答案

参考文献